[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池

说明书

作为实施方式的一例的非水电解质二次电池用正极活性物质包含具有层状结构、且至少含有Ni、Al和Ca的锂过渡金属复合氧化物。锂过渡金属复合氧化物中，相对于除Li以外的金属元素的总量，Ni的含量为85～95摩尔％、Al的含量为8摩尔％以下、Ca的含量为2摩尔％以下，另外，Li层中存在的除Li以外的金属元素的比例相对于复合氧化物中含有的除Li以外的金属元素的总量为0.6～2.0摩尔％。

技术领域

本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池，尤其涉及包含Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物的正极活性物质和使用了该活性物质的非水电解质二次电池。

背景技术

近些年，Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物作为高能量密度的正极活性物质受到注目。例如，专利文献1中公开了一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含通式Li_xNi_yCo_zM_mO₂(式中，M为选自Ba、Sr、B中的元素，0.9≤x≤1.1、0.5≤y≤0.95、0.05≤z≤0.5、0.0005≤m≤0.02)所示的锂过渡金属复合氧化物，且BET比表面积值为0.8m²/g以下。

另外，专利文献2中公开了一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其具有α-NaFeO₂结构，作为过渡金属元素包含选自由Mn、Ni和Co组成的组中的1种或2种以上，在锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在碱土金属和W。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-100295号公报

专利文献2：日本特开2018-129221号公报

发明内容

非水电解质二次电池的正极活性物质使用Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物时，由于充电时Li的脱离量大，因此存在层状的晶体结构因重复充放电而破坏、容量降低这样的课题。需要说明的是，专利文献1、2中公开的技术在充放电循环特性方面仍存在改进的余地。

作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质包含具有层状结构、且至少含有Ni、Al和Ca的锂过渡金属复合氧化物，前述锂过渡金属复合氧化物中，Ni的含量相对于除Li以外的金属元素的总摩尔数为85～95摩尔％，Al的含量相对于除Li以外的金属元素的总摩尔数为8摩尔％以下，Ca的含量相对于除Li以外的金属元素的总摩尔数为2摩尔％以下，Li层中存在的除Li以外的金属元素的比例相对于该复合氧化物中含有的除Li以外的金属元素的总摩尔数为0.6～2.0摩尔％。

作为本公开的一方式的非水电解质二次电池具备：包含上述正极活性物质的正极；负极；及非水电解质。

根据本公开的一方式，可以提供一种正极活性物质，其为包含Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物的非水电解质二次电池用正极活性物质，有助于电池的充放电循环特性的改善。另外，使用了本公开的正极活性物质的非水电解质二次电池的充放电循环特性优异。

附图说明

图1是示出作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。

图2是示出实施例3的正极活性物质的X射线衍射图案。

具体实施方式

作为非水电解质二次电池的正极活性物质，使用Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物时，如上所述，在充电时大量的Li从复合氧化物中脱离，因此重复充放电时，复合氧化物的层状结构崩坏而电池容量降低。另外，该复合氧化物的颗粒表面的活性高、颗粒表面的结构更为不稳定，因此特别容易从颗粒表面进行层状结构的浸蚀。